輸配電系統(tǒng)電力開關(guān)技術(shù)
定 價(jià)：119 元
- 作者：[荷蘭]勒內(nèi)·斯梅茨（René Smeets）等
- 出版時(shí)間：2019/6/1
- ISBN：9787111620860
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TM564
- 頁(yè)碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
《輸配電系統(tǒng)電力開關(guān)技術(shù)》是5位國(guó)際開關(guān)電器技術(shù)領(lǐng)域知名專家畢生經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，是開關(guān)電器領(lǐng)域的一本力作。與傳統(tǒng)的開關(guān)電器著作相比，本書強(qiáng)調(diào)了開關(guān)與電網(wǎng)之間的相互作用，包括各種開合工況下的暫態(tài)分析、選相開合等。書中還專門介紹了開關(guān)設(shè)備可靠性。相信無(wú)論是電力系統(tǒng)領(lǐng)域的工程師，還是電力設(shè)備領(lǐng)域的工程師，以及高等院校和科研機(jī)構(gòu)的科研人員和學(xué)生，都可以從中受益。
《輸配電系統(tǒng)電力開關(guān)技術(shù)》介紹了從中壓到特高壓電力系統(tǒng)中的開關(guān)技術(shù)。
本書系統(tǒng)地討論了開關(guān)的電氣特性，詳細(xì)介紹了負(fù)荷電流及故障電流如何被開斷、故障電流所產(chǎn)生的影響，對(duì)比了各種開關(guān)設(shè)備尤其是斷路器。作者還用開合試驗(yàn)中的測(cè)量結(jié)果解釋了實(shí)際開合現(xiàn)象的各種情況。
書中的亮點(diǎn)還包括輸配電領(lǐng)域*新的技術(shù)發(fā)展，如特高壓系統(tǒng)、高電壓等級(jí)真空開關(guān)、發(fā)電機(jī)斷路器、分布式發(fā)電、直流開斷、電纜系統(tǒng)特性、隔離開關(guān)開合、特快速暫態(tài)現(xiàn)象以及斷路器可靠性研究等。
《輸配電系統(tǒng)電力開關(guān)技術(shù)》主要特色：
? 1) 概括了輸配電系統(tǒng)中的電流開合技術(shù)。
? 2) 介紹了前沿技術(shù)發(fā)展，如輸電等級(jí)真空開關(guān)、SF6對(duì)環(huán)境的影響和替代以及斷路器測(cè)試等方面。
? 3) 提供了應(yīng)對(duì)不可接受的開合暫態(tài)現(xiàn)象的實(shí)用指導(dǎo)。
? 4) 給出了全球認(rèn)可的IEC標(biāo)準(zhǔn)在開關(guān)設(shè)備方面的大量細(xì)節(jié)，展示了斷路器的當(dāng)前應(yīng)用案例。
? 5) 展示了大量的來(lái)自于滿容量試驗(yàn)、知名的培訓(xùn)課程以及實(shí)際電網(wǎng)測(cè)量結(jié)果的圖表。
? 6) 致力于為一線工程師提供實(shí)際應(yīng)用指導(dǎo)。
? 7) 面向電氣工程師、電網(wǎng)工程師、電力系統(tǒng)應(yīng)用工程師、顧問(wèn)、電力系統(tǒng)資產(chǎn)經(jīng)理、研究生和電力系統(tǒng)方向高年級(jí)本科生的必讀書籍。
原書前言
當(dāng)時(shí)間進(jìn)入到19世紀(jì)，電氣工程領(lǐng)域開始了一場(chǎng)革命。在一個(gè)相當(dāng)短的時(shí)期內(nèi)，發(fā)明了變壓器，設(shè)計(jì)了發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，出現(xiàn)了從直流輸電到交流輸電的跨越。在20世紀(jì)前葉，輸電電壓不斷增長(zhǎng)，輸電損耗也隨之降低。為了提高運(yùn)行效率，電力系統(tǒng)開始互連，備用電源或旋轉(zhuǎn)電源得以共享，從而成本支出得以降低。
電力開關(guān)的主要任務(wù)是將電力系統(tǒng)的故障部分隔離，使正常的部分繼續(xù)工作。當(dāng)今的電力系統(tǒng)是人類所設(shè)計(jì)、建造并運(yùn)行的最復(fù)雜的系統(tǒng)之一。盡管電力開關(guān)技術(shù)復(fù)雜而且需要具備高穩(wěn)健性，但是它可使用戶以相當(dāng)簡(jiǎn)單而且可靠的方式接通或斷開負(fù)載。電力開關(guān)技術(shù)還可以保護(hù)系統(tǒng)免受故障的影響。然而，其代價(jià)是導(dǎo)致系統(tǒng)每個(gè)狀態(tài)的變化都會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)，它不僅影響系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，而且會(huì)影響到系統(tǒng)中的每一個(gè)元器件。
在早期的電力系統(tǒng)中，自從開始使用電力開關(guān)技術(shù)，其標(biāo)準(zhǔn)化就開始了，包括其參數(shù)等級(jí)、測(cè)試技術(shù)和高壓斷路器制造方面等。在美國(guó)，這方面的工作率先由一些工程學(xué)會(huì)和制造商學(xué)會(huì)展開，如成立于1884年的美國(guó)電氣工程師學(xué)會(huì)（AIEE），1963年它與美國(guó)無(wú)線電工程師學(xué)會(huì)（IRE）合并成為美國(guó)電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)。
在歐洲，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)成立于1906年，國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)成立于1921年。1927年國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議決定將研究委員會(huì)作為其組織框架，由研究委員會(huì)負(fù)責(zé)工作組和專責(zé)組的運(yùn)作。工作組和專責(zé)組的職責(zé)是收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查，其研究報(bào)告為制定和修改IEC標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。
在過(guò)去的若干年間，在輸配電系統(tǒng)電力開關(guān)技術(shù)方面出過(guò)很多書和出版物。這方面大量的知識(shí)來(lái)自于CIGRE和IEEE工作組的工作，包括相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)手冊(cè)、研究報(bào)告和學(xué)術(shù)論文等。
對(duì)于想熟悉電力開關(guān)技術(shù)及其對(duì)系統(tǒng)影響的電力系統(tǒng)工程師而言，相關(guān)的文獻(xiàn)不僅不易獲取，而且有時(shí)這些文獻(xiàn)也難以理解�！遁斉潆娤到y(tǒng)電力開關(guān)技術(shù)》將架起一座橋梁將電力系統(tǒng)工程師的日常實(shí)踐與相關(guān)文獻(xiàn)連接起來(lái)。
《輸配電系統(tǒng)電力開關(guān)技術(shù)》作者在CIGRE、IEC和IEEE的相關(guān)工作組擁有長(zhǎng)期的工作經(jīng)驗(yàn)，在電力開關(guān)設(shè)備的制造方面、電力開關(guān)對(duì)系統(tǒng)的影響方面和電力開關(guān)的大容量試驗(yàn)方面都很熟悉。相關(guān)章節(jié)總結(jié)了作者們?cè)贑IGRE技術(shù)手冊(cè)、發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方面的貢獻(xiàn)。
《輸配電系統(tǒng)電力開關(guān)技術(shù)》參考了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且像一條線一樣用標(biāo)準(zhǔn)將本書穿了起來(lái)。這種做法一方面是因?yàn)橄嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)際中所遇到的幾乎各種開合操作問(wèn)題都進(jìn)行了指導(dǎo)，另一方面，這種做法還為引導(dǎo)讀者正確理解標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)提出的背景提供幫助。
如果沒(méi)有斷路器及開關(guān)介質(zhì)方面的重要章節(jié)，《輸配電系統(tǒng)電力開關(guān)技術(shù)》將是不完整的。這方面的內(nèi)容主要取材于Mirsad Kapetanovi?教授所著的《高壓斷路器理論、設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法》一書，該書受KEMA實(shí)驗(yàn)室委托由薩拉熱窩ETF-電氣工程學(xué)院于2011年發(fā)行。
作者感謝Zdenek Matyas碩士，他花了很多時(shí)間使本書的文字、圖表、公式等與IEC標(biāo)準(zhǔn)相一致，并使術(shù)語(yǔ)保持一致。
感謝Viktor Kertész教授檢查了本書中所有的數(shù)學(xué)部分，還要感謝Romain Thomas碩士關(guān)于暫態(tài)的數(shù)值仿真方面的貢獻(xiàn)。
我們將《輸配電系統(tǒng)電力開關(guān)技術(shù)》獻(xiàn)給Geert Christaan Damstra教授(19302012)，無(wú)論他在開關(guān)制造廠Hazemeyer、KEMA實(shí)驗(yàn)室還是在埃因霍芬工業(yè)大學(xué)期間，他的一生對(duì)電力開關(guān)制造技術(shù)、測(cè)量技術(shù)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面的發(fā)展做出了杰出的貢獻(xiàn)。他的整個(gè)一生都活躍在高電壓技術(shù)領(lǐng)域并做出了真正有價(jià)值的創(chuàng)新工作，直到生命的最后一刻，他為許多人樹立了楷模。
René Smeets
于荷蘭阿納姆市
René Smeets有超過(guò)30年的從事10kV到1200kV開關(guān)設(shè)備開合工作的經(jīng)驗(yàn)。在過(guò)去的19年中他在荷蘭的DNV GL（即前KEMA）大容量試驗(yàn)室工作。他是IEEE會(huì)士。他還擔(dān)任電流零點(diǎn)俱樂(lè)部主席，該俱樂(lè)部是一個(gè)由電流開斷領(lǐng)域?qū)＜医M成的非正式組織。他擁有博士學(xué)位，從2001年起擔(dān)任艾因霍芬大學(xué)兼職教授，從2013年起擔(dān)任西安交通大學(xué)客座教授。他曾任IEEE期刊的客座編輯，在開關(guān)和試驗(yàn)方面發(fā)表過(guò)大量文章。他曾在世界各地講授開關(guān)方面的課程。
Lou van der Sluis從代爾夫特工業(yè)大學(xué)獲得電氣工程碩士學(xué)位。他于1977年加入KEMA大容量試驗(yàn)室成為一名試驗(yàn)工程師，參與了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)、試驗(yàn)回路的計(jì)算機(jī)仿真以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化分析。從1992年起他成為代爾夫特工業(yè)大學(xué)電力系統(tǒng)系的全職教授。他是IEEE高級(jí)會(huì)員。
Mirsad Kapetanovi?于1993年和1997年在波黑共和國(guó)薩拉熱窩大學(xué)分別獲得碩士學(xué)位和博士學(xué)位。1982年他擔(dān)任薩拉熱窩的動(dòng)力投資電力研究所高壓斷路器設(shè)計(jì)部負(fù)責(zé)人。1997年起他擔(dān)任薩拉熱窩大學(xué)電氣工程學(xué)院兼職教授�，F(xiàn)在他是該校全職教授，并兼任埃內(nèi)古博斯公司研發(fā)經(jīng)理。他是IEEE會(huì)員。
David F.Peelo于1965年以優(yōu)異成績(jī)畢業(yè)于都柏林大學(xué)電氣工程專業(yè)。隨后在瑞典盧德維卡市ASEA公司的高壓實(shí)驗(yàn)室工作。1973年他加入加拿大溫哥華市卑詩(shī)水電局，成長(zhǎng)為一名開關(guān)專家，并于2001年退休。隨后作為一名獨(dú)立顧問(wèn)開始了新的職業(yè)生涯，并開始攻讀博士學(xué)位。他于2004年獲得博士學(xué)位，研究?jī)?nèi)容為高壓空氣隔離開關(guān)的開合現(xiàn)象。
Anton Janssen在電力傳輸與電/氣配送工業(yè)領(lǐng)域從事管理工作已有35年，包括在KEMA大容量實(shí)驗(yàn)室的管理崗位。他尤其感興趣的領(lǐng)域包括電力暫態(tài)、保護(hù)與系統(tǒng)穩(wěn)定性、資產(chǎn)與壽命管理、優(yōu)化各種能源的組合、電力公司與政府的合作、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)和變電站拓?fù)�、協(xié)調(diào)各種不穩(wěn)定的可持續(xù)能源，以及指導(dǎo)博士生等。
譯者序
原書前言
第1章 電力系統(tǒng)中的開合操作1
1.1簡(jiǎn)介1
1.2本書的結(jié)構(gòu)2
1.3電力系統(tǒng)分析5
1.4開合操作的目的7
1.4.1絕緣隔離與接地7
1.4.2母線轉(zhuǎn)換7
1.4.3負(fù)載投切7
1.4.4分?jǐn)喙收想娏?
1.5開關(guān)電弧9
1.6暫態(tài)恢復(fù)電壓（TRV）12
1.6.1暫態(tài)恢復(fù)電壓的描述12
1.6.2暫態(tài)恢復(fù)電壓的負(fù)載側(cè)和電源側(cè)分量14
1.7開關(guān)設(shè)備17
1.8斷路器的分類19
參考文獻(xiàn)23
第2章 電力系統(tǒng)中的故障24
2.1簡(jiǎn)介24
2.2非對(duì)稱電流25
2.2.1基本概念25
2.2.2直流時(shí)間常數(shù)27
2.2.3三相系統(tǒng)中的非對(duì)稱電流29
2.3短路電流對(duì)系統(tǒng)和元器件的影響31
2.4故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)37
2.4.1短路的發(fā)生及特點(diǎn)37
2.4.2短路電流的幅值38
參考文獻(xiàn)40
第3章 故障電流的開斷與關(guān)合42
3.1簡(jiǎn)介42
3.2故障電流開斷42
3.3出線端故障43
3.3.1簡(jiǎn)介43
3.3.2三相電流的開斷44
3.4變壓器限制的故障50
3.4.1用于計(jì)算暫態(tài)恢復(fù)電壓的變壓器建模51
3.4.2外部電容53
3.5電抗器限制的故障53
3.6架空線故障56
3.6.1近區(qū)故障56
3.6.2長(zhǎng)線故障71
3.7失步開合72
3.7.1簡(jiǎn)介72
3.7.2發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)間的開合過(guò)程73
3.7.3兩個(gè)系統(tǒng)間的開合過(guò)程75
3.8故障電流的關(guān)合75
3.8.1關(guān)合短路電流對(duì)斷路器的影響75
3.8.2三相系統(tǒng)關(guān)合時(shí)的操作電壓暫態(tài)77
參考文獻(xiàn)83
第4章 負(fù)載開合85
4.1開合正常負(fù)載85
4.2開合容性負(fù)載86
4.2.1簡(jiǎn)介86
4.2.2開合單相容性負(fù)載87
4.2.3開合三相容性負(fù)載92
4.2.4延遲擊穿現(xiàn)象93
4.2.5開合架空線101
4.2.6關(guān)合電容器組104
4.3開合感性負(fù)載110
4.3.1電流截流110
4.3.2電流截流的影響111
4.3.3感性負(fù)載開合的工況112
參考文獻(xiàn)122
第5章 開合過(guò)程暫態(tài)計(jì)算125
5.1解析法計(jì)算125
5.1.1簡(jiǎn)介125
5.1.2 LR電路的關(guān)合125
5.1.3 RLC電路的開斷129
5.2暫態(tài)過(guò)程的數(shù)值仿真133
5.2.1歷史回顧133
5.2.2電磁暫態(tài)分析程序134
5.2.3電磁暫態(tài)仿真程序概述137
5.3暫態(tài)計(jì)算時(shí)網(wǎng)絡(luò)元器件的表示方法138
參考文獻(xiàn)140
第6章 氣體介質(zhì)中的電流開斷141
6.1簡(jiǎn)介141
6.2空氣作為開斷介質(zhì)143
6.2.1概述143
6.2.2通過(guò)拉長(zhǎng)電弧開斷故障電流144
6.2.3滅弧柵片147
6.2.4敞開空氣中的電弧149
6.2.5采用壓縮空氣開斷電流150
6.3油作為開斷介質(zhì)151
6.3.1簡(jiǎn)介151
6.3.2多油斷路器中的電流開斷152
6.3.3少油斷路器中的電流開斷154
6.4六氟化硫（SF6）作為開斷介質(zhì)155
6.4.1簡(jiǎn)介155
6.4.2物理特性156
6.4.3 SF6的分解產(chǎn)物159
6.4.4 SF6對(duì)環(huán)境的影響162
6.4.5 SF6替代167
6.5 SF6-N2混合氣體168
參考文獻(xiàn)169
第7章 氣體斷路器172
7.1油斷路器172
7.2空氣斷路器174
7.3 SF6斷路器176
7.3.1簡(jiǎn)介176
7.3.2雙壓式SF6斷路器178
7.3.3壓氣式SF6斷路器179
7.3.4自能式SF6斷路器183
7.3.5雙動(dòng)原理187
7.3.6倍速原理188
7.3.7旋弧式SF6斷路器189
參考文獻(xiàn)189
第8章 真空中的電流開斷190
8.1簡(jiǎn)介190
8.2作為開斷環(huán)境的真空191
8.3真空電弧194
8.3.1簡(jiǎn)介194
8.3.2陰極鞘層和陽(yáng)極鞘層195
8.3.3擴(kuò)散型真空電弧196
8.3.4集聚型真空電弧199
8.3.5磁場(chǎng)控制的真空電弧200
參考文獻(xiàn)205
第9章 真空斷路器206
9.1真空滅弧室的基本特性206
9.2真空開關(guān)的觸頭材料209
9.2.1純金屬209
9.2.2合金210
9.3真空開關(guān)的可靠性211
9.4電壽命211
9.5機(jī)械壽命212
9.6開斷能力213
9.7絕緣耐受能力213
9.8電流傳導(dǎo)214
9.9真空度214
9.10高電壓等級(jí)真空開關(guān)215
9.10.1簡(jiǎn)介215
9.10.2高電壓等級(jí)真空斷路器的發(fā)展216
9.10.3高電壓等級(jí)真空斷路器的實(shí)際應(yīng)用217
9.10.4 X射線輻射218
9.10.5高壓真空斷路器與高壓SF6斷路器的比較218
參考文獻(xiàn)219
第10章特殊開合工況222
10.1發(fā)電機(jī)電流分?jǐn)?22
10.1.1簡(jiǎn)介222
10.1.2發(fā)電機(jī)斷路器225
10.2輸電系統(tǒng)中的電流延遲過(guò)零227
10.3隔離開關(guān)開合228
10.3.1簡(jiǎn)介228
10.3.2空載電流開合229
10.3.3母線轉(zhuǎn)換用開合237
10.4接地239
10.4.1接地開關(guān)239
10.4.2高速接地開關(guān)239
10.5與串聯(lián)電容器組有關(guān)的開合241
10.5.1串聯(lián)電容器組的保護(hù)241
10.5.2旁路開關(guān)242
10.6開合操作導(dǎo)致的鐵磁諧振244
10.7并聯(lián)電容器組附近的故障電流開斷245
10.8特高壓系統(tǒng)中的開合247
10.8.1絕緣水平248
10.8.2特高壓系統(tǒng)中與開合相關(guān)的特性248
10.9高壓交流電纜系統(tǒng)的特性250
10.9.1背景250
10.9.2當(dāng)前現(xiàn)狀250
10.10直流系統(tǒng)中的開合253
10.10.1簡(jiǎn)介253
10.10.2低壓與中壓直流開斷253
10.10.3高壓直流開斷255
10.11分布式發(fā)電系統(tǒng)中的開合暫態(tài)過(guò)程257
10.11.1總體考慮257
10.11.2失步情況258
10.12非機(jī)械式裝置的開合259
10.12.1故障電流限制259
10.12.2熔斷器259
10.12.3 Is限流器261
參考文獻(xiàn)262
第11章 操作過(guò)電壓及其限制措施267
11.1過(guò)電壓267
11.2操作過(guò)電壓269
11.3操作過(guò)電壓的限制270
11.3.1限制措施270
11.3.2采用合閘電阻限制270
11.3.3采用避雷器限制272
11.3.4采用快速投入并聯(lián)電抗器限制276
11.4采用選相開合限制操作過(guò)電壓276
11.4.1選相開合的原理276
11.4.2選相分閘277
11.4.3選相合閘278
11.4.4極間錯(cuò)相位關(guān)合技術(shù)279
11.4.5選相開合技術(shù)的應(yīng)用279
11.4.6各種操作過(guò)電壓限制措施的比較288
11.4.7金屬氧化物避雷器對(duì)斷路器瞬態(tài)恢復(fù)電壓的影響290
11.4.8對(duì)斷路器的功能要求292
11.4.9可靠性方面294
11.5實(shí)際應(yīng)用中的操作過(guò)電壓數(shù)據(jù)295
11.5.1架空線295
11.5.2并聯(lián)電容器組和并聯(lián)電抗器296
參考文獻(xiàn)298
第12章 開關(guān)設(shè)備可靠性研究300
12.1國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）關(guān)于開關(guān)設(shè)備可靠性的研究300
12.1.1可靠性300
12.1.2全球范圍的調(diào)查301
12.1.3設(shè)備樣本與故障統(tǒng)計(jì)302
12.2電壽命與機(jī)械壽命307
12.2.1燃弧引起的劣化307
12.2.2電壽命驗(yàn)證方法308
12.2.3機(jī)械壽命310
12.3 CIGRE關(guān)于斷路器壽命管理方面的研究310
12.3.1維護(hù)311
12.3.2監(jiān)測(cè)與診斷311
12.3.3對(duì)于負(fù)載頻繁投切斷路器的壽命管理313
12.4變電站和系統(tǒng)可靠性研究313
參考文獻(xiàn)314
第13章標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與試運(yùn)行316
13.1故障電流開斷試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)316
13.1.1 IEC關(guān)于瞬態(tài)恢復(fù)電壓描述的背景和歷史317
13.1.2 IEC對(duì)瞬態(tài)恢復(fù)電壓的描述319
13.1.3 IEC規(guī)定的試驗(yàn)方式320
13.1.4 IEC 規(guī)定的瞬態(tài)恢復(fù)電壓參數(shù)的選擇和應(yīng)用323
13.2容性電流開合試驗(yàn)的IEC標(biāo)準(zhǔn)326
13.3感性負(fù)載開合試驗(yàn)的IEC標(biāo)準(zhǔn)328
13.3.1并聯(lián)電抗器的開合328
13.3.2中壓電動(dòng)機(jī)的開合331
13.4規(guī)范和試運(yùn)行331
13.4.1通用規(guī)范331
13.4.2斷路器規(guī)范332
13.4.3要求標(biāo)書提供的信息333
13.4.4應(yīng)隨標(biāo)書提供的信息333
13.4.5斷路器的選擇333
13.4.6斷路器的試運(yùn)行333
參考文獻(xiàn)334
第14章試驗(yàn)335
14.1簡(jiǎn)介335
14.2大容量試驗(yàn)336
14.2.1簡(jiǎn)介336
14.2.2直接試驗(yàn)339
14.2.3合成試驗(yàn)342
參考文獻(xiàn)356
附錄縮略語(yǔ)表357
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